Vliv nečistot v hliníkové slitině

Vanad tvoří v hliníkové slitině žáruvzdornou sloučeninu VA11, která hraje roli při zjemňování zrn během procesu tavení a odlévání, ale tento účinek je menší než u titanu a zirkonia. Vanad má také vliv na zjemňování rekrystalizační struktury a zvyšování rekrystalizační teploty.

Rozpustnost vápníku v pevném stavu v hliníkové slitině je extrémně nízká a s hliníkem tvoří sloučeninu CaAl4. Vápník je také superplastický prvek hliníkové slitiny. Hliníková slitina s přibližně 5 % vápníku a 5 % manganu má superplasticitu. Vápník a křemík tvoří CaSi, který je v hliníku nerozpustný. Vzhledem k tomu, že se množství pevného roztoku křemíku sníží, lze mírně zlepšit vodivost průmyslového čistého hliníku. Vápník může zlepšit řezný výkon hliníkové slitiny. CaSi2 nemůže zesílit tepelné zpracování hliníkové slitiny. Stopové množství vápníku je prospěšné pro odstranění vodíku z roztaveného hliníku.

Olovo, cín a vizmut jsou kovy s nízkou teplotou tání. Jejich rozpustnost v hliníku je malá, což mírně snižuje pevnost slitiny, ale může zlepšit řezný výkon. Vizmut se během tuhnutí rozpíná, což je výhodné pro podávání. Přidání bizmutu do slitin s vysokým obsahem hořčíku může zabránit „sodíkové křehkosti“.

Antimon se používá hlavně jako modifikátor v litých hliníkových slitinách a zřídka v tvářených hliníkových slitinách. V tvářených hliníkových slitinách Al-Mg se bismut nahrazuje pouze proto, aby se zabránilo křehnutí sodíkem. Přidáním antimonu do některých slitin Al-Zn-Mg-Cu lze zlepšit výkon lisování za tepla i za studena.

Berylium může zlepšit strukturu oxidového filmu v tvářené hliníkové slitině a snížit ztráty při hoření a vměstky během odlévání. Berylium je toxický prvek, který může způsobit alergickou otravu. Hliníkové slitiny, které přicházejí do styku s potravinami a nápoji, proto nemohou berylium obsahovat. Obsah berylia ve svařovacích materiálech je obvykle kontrolován pod 8 μg/ml. Hliníková slitina použitá jako svařovací základ by měla také kontrolovat obsah berylia.

Sodík je v hliníku téměř nerozpustný, maximální rozpustnost v pevném stavu je menší než 0,0025 % a bod tání sodíku je nízký (97,8 °C). Pokud je sodík ve slitině přítomen, adsorbuje se na povrchu dendritů nebo na hranicích zrn během tuhnutí. Během tepelného zpracování tvoří sodík na hranicích zrn vrstvu adsorpce kapaliny a při křehkém praskání se tvoří sloučenina NaAlSi, žádný volný sodík neexistuje a nedochází k „křehnutí sodíku“. Pokud obsah hořčíku překročí 2 %, hořčík přijímá křemík a vysráží volný sodík, což vede k „křehnutí sodíku“. Proto se u hliníkových slitin s vysokým obsahem hořčíku nesmí používat tavidla na bázi sodných solí. Metodou, jak zabránit „křehnutí sodíku“, je chlorace, při které se sodík přemění na NaCl a uvolní se do strusky, a přidává se vizmut, čímž vznikne Na2Bi a vstoupí do kovové matrice; stejnou roli může hrát i přidání antimonu za vzniku Na3Sb nebo přidání kovových kovů.

Upraveno May Jiang z MAT Aluminum